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Dokumentenidentifikation DE69331552T2 08.08.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0678628
Titel MEHRWELLENAUSHUBSVORRICHTUNG
Anmelder Chemical Grouting Co. Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder SHIBASAKI, Mitsuhiro, Tokyo 175, JP;
KUBO, Hiroaki, Tokyo 176, JP;
MORI, Akira, Asao-ku, Kanagawa 215, JP;
HATAKEDA, Hachiro, Edogawa-ku, Tokyo 134, JP;
TAKAHASHI, Tsutao, Yokohama-shi, Kanagawa 227, JP;
NAKAMURA, Tetsuo, Saitama 340, JP
Vertreter Hössle & Kudlek, 70184 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 69331552
Vertragsstaaten DE, FR, IT, NL, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 22.10.1993
EP-Aktenzeichen 939230488
WO-Anmeldetag 22.10.1993
PCT-Aktenzeichen PCT/JP93/01529
WO-Veröffentlichungsnummer 0009511349
WO-Veröffentlichungsdatum 27.04.1995
EP-Offenlegungsdatum 25.10.1995
EP date of grant 06.02.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.08.2002
IPC-Hauptklasse E02D 5/18
IPC-Nebenklasse E02D 17/13   E02D 3/12   

Beschreibung[de]
Mehrwellenaushubsvorrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mehrschaft- oder Mehrwellen-Bohreinheit zur Verwendung bei der Ausbildung einer ununterbrochenen Wand im Boden.

Zum Ausbilden von Sperrwänden oder Haltewänden und zum Abstützen im Tiefbau bei Baukonstruktionen wird in großem Umfang ein Vor-Ort-Bodenmischprozeß verwendet, in dem Unterboden in Wandform gebohrt wird, während Flüssigzement oder dergleichen von einem Ende einer Schneckenwelle oder dergleichen abgegeben wird, um ihn mit dem Vor-Ort- Boden zu mischen, um eine ununterbrochene Wand auszubilden.

Anhand der Fig. 18 und 19 wird zunächst eine bekannte Mehrwellen-Schneckenbohrmaschine zur Verwendung beim Ausbilden einer solchen ununterbrochenen Wand beschrieben.

Wie in Fig. 18 gezeigt ist, ist eine Antriebseinheit 3 angebracht, die sich vertikal an einem Führungsständer 2 bewegt, der auf einem Raupenfahrzeug 1 angebracht ist, wobei mit dem Unterteil dieser Antriebseinheit 3 eine Mehrwellen-Bohreinheit 4 verbunden ist, während in der Mehrwelleneinheit 4 eine Anzahl (in dieser Ausführungsform drei) von Schneckenwellen 5A, 5B und 5C vorgesehen sind.

Am unteren Ende jeder Schneckenwelle 5 ist ein Bohrmeißel 6 angebracht. Über jedem Bohrmeißel 6 befinden sich abwechselnd die Schraubenblätter 7 mit dem gleichen Durchmesser wie der Bohrmeißel 6 und die stangenförmigen Schneckenbohrblätter 8. Die Schneckenbohrblätter arbeiten wechselweise zusammen, um durch Mischen von In-Situ-Boden mit Flüssigkeit eine ununterbrochene Wandeinheit auszubilden. Erforderlichenfalls können H-Stähle oder Spundwandbohlen integriert werden.

In dieser wohlbekannten Mehrwellen-Schneckenbohrmaschine drehen sich die äußeren Schneckenwellen 5A, 5C und die mittlere Schneckenwelle 5B in entgegengesetzten Richtungen, um das Mischen zu verbessern. Im Ergebnis gibt es die Neigung, daß die Drehgegenkraft der Bohrmeißel 6 nicht ausgeglichen ist, was sich nachteilig auf die Linearität der Ausbildung der durchgehenden Wand auswirkt.

Außerdem ist durch die Beschränkungen an die Überlappung der Drehgebiete der Bohrmeißel 6 der Abstand zwischen den Schneckenwellen gegenüber dem zum Bohren durchgehender Bohrungen erforderlichen Abstand beschränkt.

Wie oben erwähnt wurde, sind außerdem H-Stähle erforderlich, die ausgerichtet auf die Schneckenwellen integriert werden.

Außerdem werden zwischen den äußeren Drehorten der Bohrmeißel an beiden Seiten einer durch die Schneckenwellen ausgebildeten durchgehenden Wandeinheit dreieckige Unregelmäßigkeiten ausgebildet, die eine unerwünschte Wirkung auf die Stärke der Wand haben.

Der Anmelder hat zuvor eine Mehrwellen-Schneckenbohrmaschine vorgeschlagen, mit der Wände mit guter Linearität ausgebildet werden können, und mit der eine ununterbrochene Wand ohne Beschränkung an die Stellen, an denen die H-Stähle integriert werden, ausgebildet werden kann, und in der der Abstand zwischen den Schneckenwellen groß ist. Diese Maschine, die in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2-115406 beschrieben ist, enthält in der Nähe der unteren Enden der Schneckenwellen Kettenantriebs-Bohrmeißel, mit denen die obenerwähnten dreieckigen Unregelmäßigkeiten vermieden werden.

Da diese Maschine einer Drehgegenkraft, die in einer Richtung wirkt, nicht vollständig standhält, gibt es immer noch ein Problem mit der Linearität einer durchgehenden Wand. Außerdem kann es ein Problem mit der Zuverlässigkeit geben, da die Ketten die Neigung haben, sich zu lösen.

Somit besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Mehrwellen-Bohrmaschine, mit der eine ununterbrochene Wand zuverlässig mit guter Linearität ausgebildet werden kann.

JP-B2-59-53999 offenbart eine Mehrwellen-Bohrvorrichtung mit einer Anzahl von in einer Reihe angeordneten Bohrwellen, deren Achsen in einer gemeinsamen Ebene liegen, und einer Führungswelle an wenigstens einem Ende der Reihe, welche parallel zu den Bohrwellen und der gleichen Ebene wie diese verläuft.

Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß Strahldüsen an entgegengesetzten Seiten der Führungswelle bzw. Führungswellen vorgesehen sind, die seitlich versetzt auf entgegengesetzten Seiten der Ebene ausgebildet sind, wobei die Düsen jeweils entlang der entgegengesetzten Seiten der Bohrungseinhüllenden der Bohrwellen ausgerichtet sind, um Material aus nicht bohrbeaufschlagten Bereichen zwischen den Umhüllenden während des Betriebes zu entfernen bzw. loszureißen.

US-A-3645101 offenbart eine Vorrichtung, in der eine Strahldüse zum Entfernen bzw. Losreißen von Material während der Ausbildung einer unterirdischen Wandverwendet wird.

In einer Form der Erfindung ist nur an einem Ende der Reihe von Bohrwellen eine der Führungswellen ausgebildet, wobei die Führungswelle an jeder Seite eine Strahldüse aufweist.

In einer anderen Form der Erfindung ist an jedem Ende der Reihe von Bohrwellen eine der Führungswellen ausgebildet, wobei jede der Führungswellen an jeder Seite eine der Strahldüsen aufweist.

In der beigefügten Zeichnung sind:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 eine Ansicht des unteren Teils von Fig. 1.

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie A-A in Fig. 2.

Fig. 4 eine Vorderansicht eines Führungsbohrers.

Fig. 5 eine Schnittansicht längs der Linie B-B in Fig. 4.

Fig. 6 eine Schnittansicht längs der Linie C-C in Fig. 4.

Fig. 7 eine Draufsicht zur Erläuterung einer Bohroperation.

Fig. 8 eine Vorderansicht zur Erläuterung des Betriebs der Vorrichtung.

Fig. 9 und 10 Vorderansichten zur Erläuterung des Betriebs des Führungsbohrers.

Fig. 11 eine Draufsicht zur Erläuterung einer weiteren Bohroperation.

Fig. 12 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform.

Fig. 13 eine Vorderansicht der Maschine aus Fig. 12.

Fig. 14 eine Seitenansicht, die eine Schneckenbohrmaschine des Standes der Technik zeigt.

Fig. 15 eine Vorderansicht der Maschine aus Fig. 14.

In der folgenden Beschreibung sind einige Teile, auf die oben bereits mit Bezug auf die Fig. 14 und 15 Bezug genommen wurde, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei keine ausführliche Erläuterung gegeben wird, um eine Wiederholung zu vermeiden.

Wie zunächst in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, sind eine Anzahl (in dieser Ausführungsform drei) drehbarer Bohrwellen 10A, 10B und 10C sowie eine feste Führungswelle 11 angeordnet, so daß die Mitten sämtlicher Wellen auf einer Geraden L liegen. Die Bohrwellen 10A bis 10C sind durch Träger 12 zur Verhinderung gegenseitiger Beeinflussungen, die außerdem als Lager wirken, miteinander verbunden. Mit den mehreren Trägern 12A der Träger 12 sind an der Führungswelle 11 festgeklemmte Klammerträger 13A verbunden.

Wie nun in den Fig. 4 bis 6 gezeigt ist, ist am unteren Ende der Führungswelle 11 ein Führungsbohrer 14 angebracht. Der Körper 15 des Führungsbohrers ist röhrenförmig. Derjenige Teil des Körpers 15, der sich mit einem Bohrmeißel 6 einer Bohrwelle 10A und mit dem äußeren Drehort D eines Schraubenblatts 7 (wobei diese beide und der Außendurchmesser R eines Schneckenbohrblatts 8 gleich sind) überschneidet, ist mit einem kreisförmigen konkaven Teil 16 ausgebildet. Am Außenumfang des Körpers 15 sind in einer Reihe mit der Mittellinie L ein Paar Strahldüsen 17 vorgesehen, die einen Strahlstrom J in tangentialer Richtung einspritzen.

In einer Bohroperation, wie sie in Fig. 7 gezeigt ist, werden die Führungsbohrungen H&sub1;, H&sub2; usw. im voraus gebohrt. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, wird daraufhin der Führungsbohrer 14 in die Führungsbohrung H&sub1; eingeführt, wobei von den Bohrwellen 10A, 10B und 10C die Bohrungen h1, h2 und h3 gebohrt werden, um mit Hilfe der Strahlströme J den Unterboden in Wandform zu bohren. Durch Wiederholung der gleichen Operation in der Führungsbohrung H&sub2; werden weiter die Bohrungen h1, h2 und h3 gebohrt, um den Unterboden mit Hilfe der Strahlströme J erneut ununterbrochen in Wandform zu bohren. Da die Führungsbohrungen H&sub1;, H&sub2; usw. über den Führungsbohrer 14 die Bohrgegenkraft der Bohrwelle 10 aufnehmen, ist die Linearität des wandförmigen Abschnitts gut.

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, werden die Bohrungen während dieser Operation in der Weise gebohrt, daß der Führungsbohrer 14 um die Länge L, die 500 mm-700 mm betragen kann, weiter als die Bohrmeißel 6 gesenkt wird. Auf diese Weise wird die Führungswirkung des Führungsbohrers 14 verbessert.

In einigen Operationen kann eine Klammer an der Führungswelle 11 an einem Klammerträger 13B gelöst werden, so daß der Führungsbohrer 14 freigegeben wird, bevor die Länge L, die eine geplante Bohrtiefe angibt, erreicht wird.

Wenn andererseits das Bohren mit dem Führungsbohrer 14 und mit dem Bohrmeißel 6 wie in Fig. 9 gezeigt auf der gleichen Ebene im Unterboden erfolgt oder wenn das Bohren in der Weise erfolgt, daß der Führungsbohrer 14 wie in Fig. 10 gezeigt um eine Strecke D1 (z. B. 300 mm bis 550 mm) über den Bohrmeißel 6 heraufgezogen wird, ist das Lösen der Klammer an dem Führungsbohrer 14 wie oben erwähnt nicht erforderlich. Da die Führungsfähigkeit dann leicht sinkt, ist ein solches Lösen beim Betrieb in weichem Boden wünschenswert.

Fig. 11 zeigt ein weiteres Bohrverfahren. Wenn hier ein erstes Bohren mit der Führungsbohrung H&sub1; abgeschlossen ist, wird mit der Bohrung h3 als Führungsbohrung ein zweites Bohren ausgeführt. Im Vergleich zur vorangehenden Ausführungsform wird in diesem Fall die Linearität weiter verbessert und die Notwendigkeit eines Strahlstroms J verringert.

Die Fig. 12 und 13 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in der beiderseits der Bohrwellen 10A bis 10C die Wellen 11, 11A vorgesehen sind. Wie erneut anhand von Fig. 7 gezeigt ist, werden während des Betriebs dieser Ausführungsform die Führungsbohrungen H&sub1;, H&sub2; gleichzeitig genutzt, wobei die Strahlströme J von diesen Bohrungen entgegengesetzt ausgestrahlt werden, um die Linearität weiter zu verbessern.


Anspruch[de]

1. Mehrschaft-Bohrvorrichtung mit einer Anzahl von in einer Reihe angeordneten Bohrwellen (5), deren Achsen in einer gemeinsamen Ebene liegen, und einer Führungswelle (11) an wenigstens einem Ende der Reihe, welche parallel zu den Bohrwellen und in der gleichen Ebene wie diese verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß Strahldüsen (17) an entgegengesetzten Seiten der Führungswelle bzw. Führungswellen vorgesehen sind, die seitlich versetzt auf entgegengesetzten Seiten der Ebene ausgebildet sind, wobei die Düsen jeweils entlang der entgegengesetzten Seiten der Bohrungseinhüllenden der Bohrwellen ausgerichtet sind, um Material aus nicht bohrbeaufschlagten Bereichen zwischen den Umhüllenden während des Betriebes zu entfernen bzw. loszureißen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher an nur einem Ende der Reihe von Bohrwellen (5) eine Führungswelle (11) ausgebildet ist, wobei die Führungswelle an jeder Seite eine Strahldüse (17) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher an jedem Ende der Reihe von Bohrwellen (5) eine Führungswelle (11) ausgebildet ist, wobei jede Führungswelle an jeder Seite eine Strahldüse (17) aufweist.







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